CN103131107A - 一种活性炭聚乙烯醇球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物载体技术领域，具体指一种活性炭聚乙烯醇球，其包括组份：含聚乙烯醇5～16％，活性炭1～25％，海藻酸钠0.5～5％，水65～85％。其具有直径较小，表面及内部含有活性炭，使相同充填率的载体，比表面积大大增加；同时其存在很多-OH基，故其具有亲水性好、与微生物的亲和性优越等优点。另外，本发明还公开活性炭聚乙烯醇球的制备方法，其具有工艺简单，可操作性强等特点。
Description
技术领域
本发明涉及生物载体技术领域，具体指一种活性炭聚乙烯醇球，同时，本发明还公开了该活性炭聚乙烯醇球的制备方法。
背景技术
生物膜污水处理技术是当前污水处理技术的发展方向，通过一定的技术手段，将优选微生物富集在载体上，使微生物固着生长，有利于提高生物反应器内的微生物质量和数量，提高系统处理能力和适应性，缩短处理时间，降低处理成本，使其保持活性并可反复利用。生物膜技术最初主要用于发酵生产领域，上世纪70年代后期被用到水处理领域，与传统的污水生物处理技术相比，生物膜污水处理技术具有处理效率高、运行稳定，可纯化和保持优势菌群，反应器内生物量大、污泥产生量少，固液分离效果好等优点，是一项高效、低耗、运行管理方便的污水生物处理技术。
生物膜污水处理技术的关键是选择合适的微生物载体。因微生物载体在水处理领域独特的性能，国内外水处理工作者一直不断地研制、开发，生产和应用各种不同微生物载体，提高水处理技术水平，满足各种需求。目前使用的微生物载体，主要由砂、石、活性炭、塑料、玻璃钢、纤维等材质制作。砂、石表面能较低，在使用过程中，液体流经其表面时不容易铺展形成薄膜，使载体难以被有效地湿润，在很大程度上影响了传质效率。活性炭比表面积大，吸附能力强，挂膜容易，但产生的污泥量较大，污泥处理是目前水处理的最大问题。塑料、玻璃钢比表面积较小、生物膜量少，表面光滑、不易挂膜，而纤维丝具有很大的比表面积，相对容易挂膜、丝束之间的空隙可以随水和气的流动而变化，但在长时间使用后纤维间易于粘结、结块，影响处理效果。故有必要研制一种性能更优的微生物载体，以克服现有微生物载体存在不足和缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术之不足和缺陷，提供一种活性炭聚乙烯醇球，其直径较小，表面及内部含有活性炭，使相同充填率的载体，比表面积大大增加；同时其存在很多-OH基，故其具有亲水性好、与微生物的亲和性优越等优点。同时本发明所得活性炭聚乙烯醇球的比重比水略重，能随反应器内混合液的混合翻转作用自由回转移动，传质效率高，水流静止时固液分离快。另外，本发明还公开这种活性炭聚乙烯醇球的制备方法，其具有工艺简单，可操作性强等特点。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明所述的一种活性炭聚乙烯醇球，其组份及百分比含量如下：
上述混合物中，聚乙烯醇的主要用做载体的框架，活性炭主要用于增加比表面积及吸附能力，海藻酸钠主要作用便于使上述混合物形成球形，水是溶剂。
本发明优选其组份及百分比含量如下：
本发明所述活性炭聚乙烯醇球的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚乙烯醇，活性炭，海藻酸钠和制孔剂加入水中搅拌；
(2)将步骤(1)所述混合物升温搅拌至完全溶解混合；
(3)对步骤(2)所得混合物进行脱泡处理；
(4)将脱泡后的混合物用滴丸机在氯化钙溶液中成球；
(5)将步骤(4)所得球体在醛化液中制孔固化；
(6)最后在碱性溶液中进行中和，水洗后得成品。
其中，步骤(1)中所述制孔剂为碳酸氢钠或碳酸钙。
其中，步骤(2)中所述升温温度为90-98℃。
其中，步骤(2)中所述升温溶解的时间为0.5-1.5小时。
本发明的有益效果为：本发明所得活性炭聚乙烯醇球，相较现有技术而言，有效克服了现有存在不足和缺陷，其具有如下优点：
1、形状为球形，相互摩擦小，载体损耗少。
2、相对密度接近于水，可根据需要改变活性炭含量，使密度更适合水处理工艺；其可随水流、气流移动，传质效率高，无需增加太多额外能耗。
3、具有多孔网络化结构，表面及内部含有活性炭，比表面积大，增加微生物附着性，微生物非常易于附着生长。
4、不结团、不易堵塞、老化的生物膜靠水力冲刷、曝气搅动等作用自动脱落。
5、生化装置处理废水时，剩余污泥量低，难降解物质去除效果好。
6、无需固定和悬挂，使用方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例一
取水85g，依次向水中加入5g聚乙烯醇、9.4g活性炭、0.5g海藻酸钠以及0.1g碳酸氢钠；搅拌升温至95℃，溶解0.5小时至完全溶解混合；后脱泡1小时将在搅拌溶解过程中所产生气泡去除；将上述所得混合物用滴丸机置入氯化钙溶液中，上述混合物中的海藻酸钠与氯化钙发生络合反应形成球体；将上述所成球体放入醛化液中进行制孔固化，碳酸氢钠被完全反应，后在碱性溶液中中和、再经水清洗，得到活性炭聚乙烯醇球载体。
实施例二
取水65g，依次向水中加入16g聚乙烯醇、12g活性炭、5g海藻酸钠以及2g碳酸钙；搅拌升温至98℃，溶解1.5小时至完全溶解混合；后脱泡1小时将在搅拌溶解过程中所产生气泡去除；将上述所得混合物用滴丸机置入氯化钙溶液中，上述混合物中的海藻酸钠与氯化钙发生络合反应形成球体；将上述所成球体放入醛化液中进行制孔固化，碳酸钙被完全反应，后在碱性溶液中中和、再经水清洗，得到活性炭聚乙烯醇球载体。
实施例三
取水74g，依次向水中加入10g聚乙烯醇、12g活性炭、3g海藻酸钠以及1g碳酸氢钠；搅拌升温至90℃，溶解1小时至完全溶解混合；后脱泡1小时将在搅拌溶解过程中所产生气泡去除；将上述所得混合物用滴丸机置入氯化钙溶液中，上述混合物中的海藻酸钠与氯化钙发生络合反应形成球体；将上述所成球体放入醛化液中进行制孔固化，碳酸氢钠被完全反应，后在碱性溶液中中和、再经水清洗，得到活性炭聚乙烯醇球载体。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种活性炭聚乙烯醇球，其特征在于，其组份及百分比含量如下：
2.根据权利要求1所述的活性炭聚乙烯醇球，其特征在于，其组份及百分比含量如下：
3.根据权利要求1所述的活性炭聚乙烯醇球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚乙烯醇，活性炭，海藻酸钠和制孔剂加入水中搅拌；
(2)将步骤(1)所述混合物升温搅拌至完全溶解混合；
(3)对步骤(2)所得混合物进行脱泡处理；
(4)将脱泡后的混合物用滴丸机在氯化钙溶液中成球；
(5)将步骤(4)所得球体在醛化液中制孔固化；
(6)最后在碱性溶液中进行中和，水洗后得成品。
4.根据权利要求3所述的活性炭聚乙烯醇球的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述制孔剂为碳酸氢钠或碳酸钙。
5.根据权利要求3所述的活性炭聚乙烯醇球的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述升温温度为90-98℃。
6.根据权利要求3所述的活性炭聚乙烯醇球的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述升温溶解的时间为0.5-1.5小时。
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANGHAI XINGYI CHEMICAL CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI CHENGYU CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD. Effective date: 20131216 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20131216 Address after: 201501 Shanghai City, Jinshan District Jin Wei Zhen Wei Road No. 555 six Applicant after: Shanghai Xingyi Chemical Co., Ltd. Address before: 201501 Shanghai City, Jinshan District Jin Wei Zhen Wei Road No. 555 six Applicant before: Shanghai Chengzhou Chemical Co.,Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 1059 laoweiqing Road, Jinshanwei Town, Shanghai, 201512 Patentee after: SHANGHAI XINGYI CHEMICAL Co.,Ltd. Address before: 201501 Shanghai City, Jinshan District Jin Wei Zhen Wei Road No. 555 six Patentee before: SHANGHAI XINGYI CHEMICAL Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160309 Termination date: 20201125 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |